Туранов Х.Т., Корнеев М.В. Транспортно-грузовые системы на железнодорожном транспорте

Подождите немного. Документ загружается.

230

....

3600

грвысстртех

vAП

, (9.90)

где

.стр

– площадь поперечного сечения потока (струи) насыпного груза из

выпускного отверстия бункера (м

– при прямоугольном отверстии (рис. 9.31,а):

))((

aBaLA

стр

−

, (9.91)

где

– длина и ширина отверстия (м) (принимают

= 0.7 и

= 0.6 м),

– размер характерного куска груза (м) (принимают 0.1 м);

– при квадратном отверстии (рис. 9.32,в):

)( aLA

стр

−=

, (9.92)

– при круглом отверстии (рис. 9.32,с):

4/)(

aDA

стр

−π=

, (9.93)

где

– диаметр отверстия (м) (для песка обычно принимают –

= 0.15 м,

гравия –

= 0.16 м, крупнокускового груза –

= 0.6 м);

Рис. 9.32

..грвыс

– скорость высыпания груза из выпускного отверстия, м/с

αλ= sin9.5

грвыс

(9.94)

– коэффициент истечения груза (для сухих зернистых и порошкообраз-

ных грузов – 0.55…0.65, для крупнозернистых и кусковых грузов – 0.3…0.8,

для пылевидных грузов – 0.2…0.25);

– гидравлический радиус выпускного отверстия (м)

, (9.95)

с учётом того, что

– периметр сечения (м) (для прямоугольного сечения

[

]

)()(2 aBaLp −+−=

, для круглого отверстия

/Dp

);

– угол наклона жёлоба, отклоняющего поток и создающего подъём груза

(принимают 90

7, а) При выгрузке зерновых грузов инерционно-разгружательной машиной

(ИРМ-7) конструкции ВНИИЖТ –

.тех

= 300 м

/ч.

8) Для роторно-ковшовых погрузчиков, кН/ч:

231

zEKП

ковшзаптех ...

3600

, (9.96)

где

.зап

K – коэффициент заполнения ковшей (принимают 0.7…1.0);

.ковш

–

ёмкость ковша, м

;

– угловая скорость ротора (рад/с);

– общее число ков-

шей на роторе (принимают 6…12).

zVП

гртех ..

3600

, (9.97)

где

.гр

– объём груза, подаваемого каждой лапой за один оборот кривошипно-

го диска (м

);

– угловая скорость диска (рад/с);

– число подгребающих

лап (шт.) (принимают 2).

9.1.8.3. Расчёт эксплуатационной производительности ПРМ

и установок

Эксплуатационная производительность

.тех

(кН/ч., м

/ч., конт./ч.):

KKПП

гр.вр.техэксп ..

, (9.98)

где

.вр

– коэффициент использования ПРМ по времени (принимают

0.7…0.8);

.гр

– коэффициент использования ПРМ по грузоподъёмности, на-

пример, для ЭП или АП –

.гр

= 0.8…1.0 тс, а остальных машин –

.гр

= 1.0:

ном

гр

K =

(9.99)

с учётом того, что

.гр

– вес порции груза, перемещаемого в среднем за один

рабочий цикл (кН, м

, конт.);

.ном

– номинальная грузоподъёмность ПРМ (кН,

, конт.).

9.1.9. Расчёт потребного количества ПРМ

при детерминированном режиме работы грузового пункта

Детерминированный режим работы грузового пункта (ГП) характеризуется

следующими показателями:

регулярный транспортный поток вагонов и автомобилей;

количество подач вагонов в сутки одинаково (

= const. (под./сут.));

количество вагонов в подаче постоянно (

.под

= const. (ваг./под.));

интервалы между подачами постоянные;

время простоя вагонов на ГП постоянное (

.гр

= const. (ч./под.)).

232

Потребное количество ПРМ в этом режиме работы ГП зависит от рода гру-

за и суточного объёма работы

сут

, эксплуатационной производительности

.экс

и времени работы ПРМ в течение суток с учётом технологических пере-

рывов (приём-сдача смены и обед) и перестановки вагонов

.сут

Суточный объём работы определяется по формуле

)2(

. прсут

сут

KGG −=

или

. сутэкс

сут

TMПG =

В связи с этим,

− потребное количество ПРМ для всех грузов, кроме контейнеров (шт.)

сутэкс

сут

TП

M =

, (9.100)

где

.сут

– время работы ПРМ на погрузке-выгрузке вагонов и автомобилей в

течение суток (ч.).

Время работы ПРМ в течение суток (

.сут

) зависит от количества смен в

сутки

.см

, продолжительности смены

.см

, технологических перерывов – вре-

мени на приём-сдачу смены 0.5 ч. и обед 1 ч., количества подач вагонов на ГП

m и времени на перестановку вагонов

.пер

)5.1(

персут

mttnT

−

, (9.101)

где

.пер

= (0.4…0.7)

.. убп

−

(

.. убп

−

– время на подачу-уборку вагонов (ч.) за-

даваемая величина);

− потребное количество ПРМ для контейнеров (шт.):

сут

экс

сут

TП

M =

. (9.102)

Для схемы «повышенный путь, перекрытый козловым (мостовым) кра-

ном» в расчёте

.сут

следует учитывать занятость крана на вспомогательных

операциях (открывание, закрывание люков полувагонов, очистка вагонов от ос-

татков насыпных грузов накладным вибратором, а зимой – рыхление смерз-

шихся грузов навесным рыхлителем). Время занятости крана на вспомогатель-

ных операциях

.всп

можно принять равным

всп

= 10 мин. на вагон летом и

всп

= 40 мин. зимой.

Исходя из этого время работы ПРМ по выгрузке вагонов для данной схемы

(ч/сут.):

233

..,

зл

вспсут

сут

вп

гр

Tt −=

, (9.103)

где

.сут

– суточный вагонопоток (ваг./сут.).

9.1.10. Расчёт оптимального количества ПРМ

при недетерминированном режиме работы грузового пункта

Недетерминированный режим работы грузового пункта (ГП) характеризу-

ется случайным (вероятностным) поступлением вагонов и автомобилей под

грузовые операции, когда количество вагонов в подаче, интервалы между пода-

чами, время выполнения грузовых операций с вагонами в каждой подаче имеют

существенные отклонения от среднего значения (Оптимизация процессов гру-

зовой работы / Под. ред. А.А. Смехова. − М.: Транспорт, 1973. − 264 с.). По-

требное, в данном случае оптимальное количество ПРМ и подач рассчитывает-

ся методами математического моделирования на ЭВМ. В качестве критерия оп-

тимальности принимается наиболее объективный обобщённый показатель –

минимум суммарных приведённых расходов, связанных с работой ПРМ, заня-

тостью вагонов, автомобилей и маневровых локомотивов.

Функционал задачи, представляющий собой выражение приведённых за-

трат, имеет вид

.min),(

654321

→

RRRRRRmMR

. (9.104)

Здесь

– затраты, связанные с амортизацией и ремонтом ПРМ, р/год,:

MEKR

нормсмсм

)(01.0

...1

+α=

, …….(9.105)

где

.см

– стоимость ПРМ (средств механизации) с учётом расходов на

транспортировку и монтаж, которые принимаются в размере 10…15 % от опто-

вой цены машины (р.) (оптовые цены машин принимают по материалам прак-

тических занятий);

.см

– процент годовых отчислений на амортизацию машин – средства

механизации (пп. 9.2.2.2);

.норм

– нормативный коэффициент эффективности капитальных вложе-

ний (инвестиций), выраженный в процентах, в 1/год (норма дисконта, отра-

жающая величину прибыли, которая должна быть получена инвестором на 1

руб. инвестиций). Величину этого коэффициента принимают 0.33…0.5 1/год

(пп. 9.2.3);

– расходы, связанные с простоем вагонов под грузовыми операциями

(р./год)

234

...

.21

)2(

365

экс

прчваг

ст

MmП

KCPnn

−

, (9.106)

где

– максимальное значение прибывших

пр

сут

, либо отправленных

от

сут

вагонов с учётом вагонов, подлежавших сортировке

сут

(ваг./сут.)

..,

сут

отпр

сут

nnn +=

; (9.107)

– сумма прибывших

пр

сут

и убывших

от

сут

вагонов (ваг./сут.)

.|2

от

сут

пр

сут

nnn +=

; (9.107. а)

.. чваг

−

– приведённая стоимость вагоно-часа простоя (р./ваг.-ч.) (можно

принять 9.41 р./ваг.-ч. по данным 2005 г.);

– расходы, связанные с вагоно-часами простоя в ожидании подачи ва-

гонов на склад (р./год):

))24((

365

..1

cут

сут

чваг

Сn

−+

−

; (9.108)

– расходы, связанные с выполнением маневровых операций по подаче

и уборке вагонов, руб/год:

....4

365

члокубп

CmtR

−−

, (9.109)

где

.. убп

−

– время подачи и уборки вагонов (ч.) (задаваемая величина);

.. члок

−

– приведённая стоимость локомотиво-часа маневровой работы

(р./лок.-ч.) (принимают 575.71 р./лок.-ч. по данным 2005 г.);

– расходы, связанные с ожиданием вагонами грузовых операций

(р./год):

)(2

)1(

365

....

.21

сутэкссутэкс

вагваг

ст

сут

GMПTMmП

Pnn

−

ν+α

, (9.110)

235

где

.ваг

– коэффициент вариации времени обслуживания вагонов на грузовом

фронте (принимают

.ваг

= 1);

– расходы, связанные с ожиданием автомобилями для выполнения

грузовых операций, руб/год:

)(2

)1(

365

...

сутэкссут

автавтавтавт

сут

GMПT

nCt

−

ν+

, (9.111)

где

.авт

– время погрузки-выгрузки одного автомобиля (продолжительность

работы автотранспорта по завозу и вывозу грузов) (ч.)

эксавт

авт

Пn

t =

, (9.112)

.авт

– грузоподъёмность конкретного автомобиля (кН, усл. конт. или физ.

конт.) (например, 50 или 100 кН, 2 или 4 усл. конт., 1 физ.конт.);

.авт

– число автомобилей, поступающих к грузовому фронту в течение су-

ток (шт.) (принимают

.авт

= 1 шт.);

.авт

– коэффициент вариации времени обслуживания автомобилей на гру-

зовом фронте (принимают

.авт

= 1);

.авт

– приведённая стоимость автомобиле-часа простоя (р./авт.-ч.) (прини-

мают 406 р./авт.-ч. по данным 2005 г.).

Рассматриваемая задача имеет ограничения:

.max.min

MMM ≤<

;

.max.min

mmm ≤<

, (9.113)

где

.min

– минимальное или потребное количество ПРМ, определяемое по

формуле, приведённое в п. 9.9;

.min

– минимальное число подач (под.):

.min

фр

ваг

m =

(9.114)

.ваг

– длина вагона по осям автосцепки (м) (пп. 9.1.6.3.1);

.фр

– длина

грузового фронта (м).

Максимальное число ПРМ

.max

и подач

.max

на практике зависит от

величины ресурсов, выделенных на механизацию и автоматизацию ПРР и ма-

236

невровую работу. В курсовом и дипломном проектировании значения

.max

задаются.

Таким образом, суть задачи заключается в том, чтобы найти такие

, которые бы минимизировали функционал

),( mMR

при соблюдении ог-

раничении

.min),(

→

mMR

Такая задача решается только с привлечением

ЭВМ.

Примеры решения задачи по нахождению оптимального количества ПРМ

при недетерминированном режиме работы грузового пункта с использованием

вычислительной среды Mathcad приведены ниже.

9.1.11. Расчёт времени простоя вагонов под грузовыми операциями.

Пути сокращения простоя вагонов

9.1.11.1. Основные понятия

Простой вагонов под грузовыми операциями

.гр

(ч./под.) – это промежу-

ток времени между подачей и уборкой вагонов грузового фронта (рис. 9.33).

Рис. 9.33. К расчёту простоя вагонов

В расчёте не учитывается время ожидания вагонов одной подачи перед

выполнением грузовых операций.

Началом простоя вагонов под погрузкой (выгрузкой) на ГП считается мо-

мент подачи вагонов под погрузку (выгрузку).

Окончанием простоя вагонов под погрузкой (выгрузкой) на ГП считается

момент получения станцией прибытия (отправления) уведомления грузоотпра-

вителя (грузополучателя) о готовности к уборке всей одновременно поданной

партии вагонов.

Грузоотправитель (отправитель) – это физическое или юридическое ли-

цо, которое выступает от своего имени либо от имени собственника груза, ба-

гажа или грузобагажа и указано в перевозочных документах.

Грузополучатель (получатель) – это физическое или юридическое лицо,

уполномоченное на получение груза, багажа или грузобагажа.

237

Для группы вагонов с разными сроками погрузки (выгрузки) грузов, по-

ставленных по фронту, за простой вагонов под грузовыми операциями счита-

ются сроки, установленные для вагонов с наибольшим сроком погрузки (вы-

грузки).

Простой вагонов под грузовыми операциями

.гр

зависит от массы порции

груза в подаче

.под

(для контейнеров

.под

), потребного количества

эксплуатационной производительности

.экс

ПРМ, перерабатывающей за-

данный объём грузопотока

),,(

... эксподгр

ПMGft =

9.1.11.2. Расчёт времени простоя вагонов

под грузовыми операциями

Расчёт времени простоя вагонов под грузовыми операциями одной подачи

для всех схем крытых и открытых складов

.гр

(ч./под.), кроме схемы с повы-

шенным путем, производится по видам грузопотока:

. зп

экс

под

гр

MП

−

, (9.115)

где

.. зп

−

– время на выполнение подготовительно-заключительных операций

с вагонами одной подачи (ч./под.) (принимают из Правил перевозок грузов, ч.1

[13]). При этом

.. зп

−

даётся на первый и последний вагон в подаче.

Под подготовительно-заключительной операцией понимается время, за-

трачиваемое на выполнение вспомогательных операций по подготовке вагонов

под погрузку (выгрузку). Например, подготовительной операцией при сливе

наливных грузов из цистерн принудительным способом является снятие пломб,

открывание люков, заправка шлангов, замер высоты налива нефтепродукта

метрштоком, а заключительной – уборка шлангов, закрывание люков и уста-

новка ЗПУ; подготовительной операцией при переработке ТШГ является ком-

мерческий осмотр вагона, снятие пломб, ЗПУ, открывание дверей и установка

переходного мостика, а заключительной – уборка вагона и переходного мости-

ка, ЗПУ.

При осуществлении грузосортировочной операции с ТШГ в крытом вагоне

время на снятие, установку пломб, закруток, открывание, закрывание дверей,

установку, уборку переходных мостиков; универсальными контейнерами в по-

лувагонах, платформе и контейнеровозе, а также с крупнотоннажными контей-

238

нерами в специализированной платформе с упорами –

.. зп

−

= 0.25 ч./под.; с

крупнотоннажными контейнерами в полувагонах и платформе время на уста-

новку и снятие крепления –

.. зп

−

= 0.3 ч./под.; с тяжёловесными грузами в

полувагонах и платформе время на установку и снятие крепления –

.. зп

−

0.5…1.0 ч./под.

При погрузке-выгрузке лесоматериалов, железобетонных изделий и метал-

лопродукции в полувагонах и платформе время на установку и снятие крепле-

ния –

.. зп

−

= 0.5…1.0 ч./под., а кирпича на поддонах –

.. зп

−

= 0.5 ч./под.

При погрузке насыпных грузов открытого хранения в полувагонах и плат-

форме –

.. зп

−

= 0 ч./под.; при выгрузке кранами с грейферами, машиной

С-492 и на вагоноопрокидывателе в платформе

.. зп

−

по очистке ваго-

нов от остатков насыпных грузов вручную равна 1.0 ч./под (с вибратором

0.1 ч./под.), а на повышенном пути в полувагоне с нижними люками 97

мин./под. = 1.63 ч./под.

При погрузке насыпных грузов крытого хранения через дверной проём

крытого вагона время на открывание, закрывание дверей, установка хлебных

щитов, пломб, закруток (ЗПУ) и в специализированный мягкий контейнер –

.. зп

−

= 0.2 ч./под., люковые отверстия в крыше крытого специализированного

вагона типа «Хоппер» время на открывание, закрывание крышек люков, уста-

новка пломб, закруток (ЗПУ) –

.. зп

−

= 0.1 ч./под.; при выгрузке через дверной

проём крытого вагона вагоноразгрузчиками типа МВС время на снятие пломб,

закруток (ЗПУ), открывание, закрывание дверей, очистка от остатков насыпных

грузов, установка, уборка мостиков –

.. зп

−

= 0.5…1.0 ч./под., пневматиче-

скими установками и инерционными машинами типа ИРМ время на снятие

пломб, закруток (ЗПУ), открывание, закрывание дверей, уборка хлебных щитов

–

.. зп

−

= 0.2 ч./под., самотёком через нижние люковые отверстия крытого

специализированного вагона типа “Хоппер” время на открывание, закрывание

люков, очистка от остатков насыпных грузов –

.. зп

−

= 0.5 ч./под.

При наливе нефтепродуктов в цистерны время на открывание, закрывание

люков, заправка, уборка шлангов, замер высоты налива, установка пломб; при

сливе через универсальный нижний сливной прибор (УНСП) время на подсое-

239

динение сливных патрубков, открывание крышек люков и клапана УНСП, сня-

тие пломб –

.. зп

−

= 14 мин./ваг.

Для ТШГ, тяжёловесных грузов и универсальных контейнеров, перераба-

тываемых на МОП,

.гр

рассчитывается по видам грузопотока.

1) Для схем выгрузки насыпных грузов на повышенном пути простой ва-

гонов

.гр

не зависит от производительности ПРМ, выгрузка осуществляется

самотёком через нижние люки полувагонов

....... люкзакочисвыслюкоткгр

ttttt

−

Простой вагонов рекомендуется определять с использованием данных,

приведённых в графиках [3] для летних условий. Для примера можно привести

время выгрузки насыпных грузов на повышенном пути, перекрытом козловым

(мостовым) краном с вибратором и люкозакрывателями при

.под

= 10 ваг./под.

= 1 шт.:

1. Открывание люков, выгрузка самотёком, передвижение крана – 20 мин

(2 мин. на вагон);

2. Опускание вибратора на кузов вагона, очистка от остатков груза, пере-

движение крана – 50 мин (5 мин на вагон);

3. Подъём вибратора на 1 м и опускание его на площадку – 2 мин/ваг.;

4. Закрывание люков люкозакрывателем, передвижение крана – 25 мин.

(2.5 мин на вагон).

Общее время – 97 мин/ваг.

Для зимних условий при выгрузке смерзшихся насыпных грузов необхо-

димо учесть дополнительное время на разогрев вагонов с грузами в «тепляках»

или рыхление.

2) Расчёт времени простоя цистерн

.гр

при наливе (сливе) нефтепродук-

тов.

Налив-слив нефтепродуктов из цистерн осуществляются принудительным

способом посредством насосов и самотёком.

Простой цистерн

.гр

при наливе-сливе нефтепродуктов (ч./под.):

зп

под

экст

под

гр

Пn

−

, (9.116)

где

.т

– количество трубопроводов, параллельно используемых при наливе-

сливе нефтепродуктов (шт.), определяемое по формуле (1.100).